纤维素酶
班级：10生工一班学号：20100801132 姓名：张羽一．纤维素酶的简介：
hengno-CA型系列中性纤维素酶(粉剂)
纤维素酶（英文：cellulase）是酶的一种，在分解纤维素时起生物催化作用。是可以将纤维素分解成多糖或单糖的蛋白质或RNA。由多种水解酶组成的一个复杂酶系，自然界中很多真菌都能分泌纤维素酶。习惯上，将纤维素酶分成三类：C1酶、Cx酶和β葡糖苷酶。C1酶是对纤维素最初起作用的酶，破坏纤维素链的结晶结构。Cx酶是作用于经C1酶活化的纤维素、分解β-1，4-糖苷键的纤维素酶。β葡糖苷酶可以将纤维二糖、纤维三糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。纤维素酶种类繁多，来源很广。不同来源的纤维素酶其结构和功能相差很大。由于真菌纤维素酶产量高、活性大，故在畜牧业和饲料工业中应用的纤维素酶主要是真菌纤维素酶。
二．所用微生物菌种：木霉。
木霉属于半知菌门，丝孢目，木霉属，常见的木霉有绿色木霉、康宁木霉等。木霉菌落开始时为白色，致密，圆形，向四周扩展，后从菌落中央产生绿色孢子，中央变成绿色。菌落周围有白色菌丝的生长带。最后整个菌落全部变成绿色。绿色木霉菌丝白色，纤细，宽度为1.5～2.4微米。产生分生孢子。分生孢子梗垂直对称分歧，分生孢子单生或簇生，圆形，绿色。绿色木霉菌落外观深绿或蓝绿色；康氏木霉菌落外观浅绿、黄绿或绿色。木霉具有较强分解纤维素能力，绿色木霉通常能够产生高度活性的纤维素酶，对纤维素的分解能力很强。在木质素、纤维素丰富的基质上生长快，传播蔓延迅速。棉籽壳。木屑、段木都是其良好的营养物。
培养基配方（保藏、活化、种子扩大、发酵生产）纤维素酶菌种易退化，退化后其产酶力明显降低，其原因可能有三个方面：①经诱变筛选的菌种发生回复突变。②自然负突变。③菌
种长时间低温斜面保藏，会在分生孢子上长出次生菌丝，而次生菌丝所形成的分生孢子生命力弱，这可能是菌种退化的主要原因。为了避免纤维素酶菌种退化，可采用砂土管保藏菌种。即将过筛洗净的砂子与土以3：2比例混合分装在试管内，用1kg/cm2压力灭菌30分钟共三次，将欲保存的斜面菌种制备成1000ml孢子悬浮液，每个砂土管注入0.5ml，摇匀，放入盛有无水CaCl2真空干燥器内保存。活化只需恢复常温即可。
三．纤维素的生产：
影响纤维素酶产量和活力的因素很多，除菌种外，还有培养温度、pH、水分、基质、培养时间等。这些因素不是孤立的，而是相互联系的。一，以绿色木霉（T.ViriclePers.expr）为菌种，考虑到影响产纤维素酶的五大因素对产酶量和活力的作用，则需基质粗纤维含量为40%、初始pH7.5、加水4倍、在26-31℃条件下培养45h可获得最大产酶量26mg/g和CMC 酶活力20mg/g·h,二，而里氏木霉91-3的产酶条件是该菌种以7：3的秸秆粉和麦麸，另添加4%硫酸铵、0.4%磷酸二氢钾、0.1%硫酸镁为最佳培养基，28-32℃为适宜培养温度，30℃为最佳温度，4%为最佳接种量，96h到达发酵高峰,三，以康氏木霉W-925为出发菌，经诱变后得到的Wu-932纤维素酶高产菌的最佳发酵条件。以1：2的麦麸和稻草粉为培养基，5%的接种量，稻草粉碎平均长度3-5mm，初始pH4-5，温度在28-35℃，发酵时间72h为最佳发酵条件。
四．纤维素酶的分离纯化方法：
粗酶液的制备: 取发酵液于4 ℃,8000rpm, 离心15 分钟, 收集上清夜即为粗酶液。测定粗酶液中纤维素酶活, 蛋白质含量。
硫酸铵沉淀和透析: 取粗酶液, 加入硫酸铵至25% 饱和度,4 ℃,10000rpm, 离心10 分钟, 分别测沉淀物和上清液中的酶活, 酶活集中于沉淀物中, 收集沉淀物溶于少量0.05 ｍｏｌ/ ＬＰｈ6.0 磷酸缓冲液中, 透析除盐, 得到经硫酸铵沉淀的纯化酶液, 此为分子筛柱层析上样样品。
葡聚糖凝胶层析葡聚糖凝胶SephadexG-100；SephadexG-75；SephadexG-50, 充分溶胀, 抽气, 分别装柱(50cm×2.6cm), 用0.05ｍｏｌ/ ＬｐＨ6.0 磷酸缓冲液充分平衡后上样, 选择合适的流速、检验器灵敏度，测定出现吸收峰各管的纤维素酶活及蛋白含量。根据不同凝胶的层析图谱判定最适的一种。 2.3.4 SDS-SPGE 采用垂直板式不连续系统电泳, 分离胶浓度12%, 浓缩胶浓度4%, 用0.25%( Ｗ/ Ｖ) 考马斯亮蓝Ｒ-250 酸性乙醇水染色。
五．纤维素酶活力的测定：
1.以滤纸酶活和羧甲基纤维素钠酶活为测定指标。
FPA活力的测定：取适量稀释的酶液0.5ml加入1mlph值4.8的柠檬酸。磷酸氢二钠缓冲液，加入滤纸条一片，在50℃酶解30min，然后进行DNS还原糖测定，最后再扣除发酵液
中的还原糖含量，再算出酶活。
CMCA活力的测定：取1%的羟甲基纤维素钠1ml作为底物，加入1ml适量稀释的纤维素酶溶液，于特定条件下反应30min后，用DNS法测定还原糖，并扣除空白试验测定值。
2.还原糖测定
采用3,5二硝基水杨酸法：DNS试剂与还原糖发生氧化还原反应，生成3-氨基-5-硝基水杨酸，其产物在煮沸后显色，其颜色深度与还原糖的含量成线性关系，利用分光光度计测量还原糖。
3.出发菌株的筛选
将-80℃保存的里氏木霉YZ-68接种到斜面培养基上，连续传代3次，活化菌种。将活化的菌种稀释后涂布在筛选平板上，观察菌株的生长情况，利用透明圈的大小，选取透明圈大的菌株单菌落作为诱变的出发菌株。
六．参考文献：
何力;草鱼纤维素分解菌筛选、酶提纯及其相关活性研究[D];华中农业大学;2008年
伍国超;酵母异源表达瑞氏木霉纤维素酶特性研究[D];山东大学;2009年
姜绪林;绿色木霉固态发酵产纤维素酶的研究[D];江南大学;2005年
王菁莎;纤维素酶的制备及玉米秸秆固态发酵酒精的研究[D];河北农业大学;2006年
2012年9月3日
纤维素酶的作用机理及进展的研究 摘要：纤维素酶广泛存在于自然界的生物体中，本文论述了纤维素酶的性质，重点介绍了纤维素酶的作用机理、应用及其研究进展，并对其研究前景做了展望。关键词：纤维素酶；纤维素；作用机理； 0引言 纤维素酶在饲料、酒精、纺织和食品等领域具有巨大的市场潜力，已被国内外业内人士看好，将是继糖化酶、淀粉酶和蛋白酶之后的第四大工业酶种，甚至在中国完全有可能成为第一大酶种，因此纤维素酶是酶制剂工业中的一个新的增长点。 纤维素占植物干重的35%-50%[1],是世界上分布最广、含量最丰富的碳水化合物。对人类而言，它又是自然界中最大的可再生物质。纤维素的利用和转化对于解决目前世界能源危机、粮食短缺、环境污染等问题具有十分重要的意义[2]。 1 纤维素酶的性质 纤维素酶是一种重要的酶产品，是一种复合酶，主要由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等组成，还有很高活力的木聚糖酶活力。纤维素酶是四级结构，,产生纤维素酶的菌种容易退化，导致产酶能力降低。由于纤维素酶难以提纯，实际应用时一般还含有半纤维素酶和其他相关的酶，如淀粉酶（amylase）、蛋白酶（Protease）等。 纤维素酶的断键机制与溶菌酶一样，遵循双置换机制。纤维素与酶相互作用中，是酶被底物分子所吸附，然后进行酶解催化，酶的活性较低，仅为淀粉酶的1/100[3] 纤维素酶对底物分子的分解，必须先发生吸附作用。纤维素酶的吸附不仅与自身性质有关，也与底物密切相关，但纤维素酶的吸附机制总体并未弄清，仍需进一步研究[4]。 2 纤维素酶的作用原理 （1）、纤维素酶在提高纤维素、半纤维素分解的同时，可促进植物细胞壁的溶解使更多的植物细胞内溶物溶解出来并能将不易消化的大分子多糖、蛋白质和脂类降解成小分子物质有利于动物胃肠道的消化吸收。 （2）、纤维素酶制剂可激活内源酶的分泌，补充内源酶的不足，并对内源酶进行调整，保证动物正常的消化吸收功能，起到防病，促生长的作用。 （3）、消除抗营养因子，促进生物健康生长。半纤维素和果胶部分溶于水后会产生粘性溶液，增加消化物的粘度，对内源酶造成障碍，而添加纤维素酶可降低粘度，增加内源酶的扩散，提高酶与养分接触面积，促进饲料的良好消化。 （4）、纤维素酶制剂本身是一种由蛋白酶、淀粉酶、果胶酶和纤维素酶等组成的多酶复合物，在这种多酶复合体系中一种酶的产物可以成为另一种酶的底物，从而使消化道内的消化作用得以顺利进行。也就是说纤维素酶除直接降解纤维素，促进其分解为易被动物所消化吸收的低分子化合物外，还和其他酶共同作用提高奶牛对饲料营养物质的分解和消化。
DNS法测定酶活实验方法总结及优化方案 目前纤维素酶没有统一的测定方法，诸多因素影响纤维素酶酶活测定大小的比较。选择适宜的酶活测定条件，提高测定结果的准确性，可根据有关资料中采用的测定条件，以及通过控制变量法对酶活力测定中的主要影响因素进行研究。 目前实验室采用测酶活方法： 1、葡萄糖标准曲线制作： 530nm比色。 2、酶活测定方法：
考虑到酶液中培养基成分会对吸光值造成一定的影响，所以空白管0还是采用先将酶高温灭活的方法，后面保持实验条件一致，显色时间与标准曲线的显色时间保持一致。 单位酶活的计算：T n k OD ml U 1000 1 )/(???=酶活力 n ：稀释倍数； K ：曲线斜率； T ：反应时间，min ； 1000：mg 换算成ug. 以下是近期所做的实验结果： 葡萄糖标准曲线 两种产纤维素酶细菌不同测试结果
测定结果 实验结论：从以上几种对酶液的处理方法来看，183的酶活要比R2高，两种菌都是以胞外酶为主。目前尚没找到有关于加缓冲溶液并且超声破碎的文献，所得测量结果与前面三种方法均不符，这一步需另外探索。 根据《纤维素酶活力测定条件研究》（夏服宝等，《饲料工业》2005年第26卷第16期）和《影响纤维素酶活力测定的几个因素》（刘妙莲等，中国食品发酵工业研究所）这两篇文献，实验室可先从底物浓度、温度、DNS用量、显色时间以及对菌体的超声破碎时间这几方面进行探索，进而优化实验方法。 刚果红染色法：常用的刚果红染色法有两种， 一种是先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，另一种是在倒平板 时就加入刚果红。方法一在长出茵落的培养基上，覆盖质量浓度为1 mg ／mI。的CR溶液，10～15 min后，倒去CR溶液，加入物质的量浓度为l mol／I。的NaCI溶液，15 min后倒掉NaCl溶液，此时，产生纤维素酶的 茵落周围将会出现透明圈。 方法二配制质量浓度为10 mg／mI。的CR溶液，灭菌后，按照每200 mI。培养基加入1 mI。的比例加入CR溶液，混匀后倒平板。等培养基上长 出茵落后，产生纤维素酶的菌落周围将会出现明显的透明圈。 两种刚果红染色法的比较刚果红在筛选纤维素分解菌上的应用已经 有超过20年的历史，课本中给出了两种方法。 方法一是传统的方法，缺点是操作繁琐，加入刚果红溶液会使菌落之间 发生混杂；其优点是这样显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。 方法二的优点是操作简便，不存在菌落混杂问题，缺点是由于在纤维素 粉和琼脂、土豆汁中都含有淀粉类物质，可以使能够产生淀粉酶的微生物出
酶 山东省青岛市城阳第一高级中学高二（二）班 作者姓名：孙一丹王辉韩德琛 指导教师：杨永丰 摘要：大千世界，无奇不有，最奇莫过于生命：而生命，则是一大群化学反应的有机结合体。在这不计其数的反应中，酶，作为其中极重要的一员，无时无刻不控 制影响着生命体的新陈代谢。下面我们将探索神奇的酶世界。本文中将介绍一 种我们自主设想的模型——“带孔的橡皮球”，浅释酶的催化原理。 注：本文中图片均为借助画图板工具手工绘制。 关键词：酶催化原理酶工程 酶的神奇 氧分子是很挑食的，如果不同时给它四个电子，它就不吃。似乎这么慷慨大方的只有碱金属，要不然，谁愿意在常温下给那么多电子啊。但在生物体内却大不相同。是什么能让有机物在体内安静的与氧分子化合？是酶。纤维素是由D-葡萄糖以β1，4-糖苷键连接而成的，如果靠氢离子来分解，需要稀酸加压或浓酸才能催化，而一些以纤维素为碳源的细菌真菌，则可以通过纤维素酶在温和的条件下来分解它们，从而得到养分。 一且生物的几乎所有的生命活动都离不开酶，正是因为有酶协调有序参与才使生命新陈代谢有条不紊地进行着。 酶为什么有这么强大的功能？ 下面我们来探讨这个问题。 关于酶 酶是一种高效的生物催化剂，其化学本质是蛋白质。当然也有少数酶是RNA，叫做核酶。所以要认清酶的真面目，首先要搞明白蛋白质的化学情况。 一、蛋白质档案 蛋白质的基本组成单位是氨基酸。在500余种天然氨基酸中，只有20种参与构成了绝大多数的蛋白质。由于除了甘氨酸之外的氨基酸都含有手性碳原子，所以氨基酸有L和D之分。构成生物体的氨基酸基本是L型。 根据其侧链集团的性质，这20种氨基酸可分为酸性氨基酸、碱性氨基酸和非极性氨基酸。 由氨基酸互相脱水缩合而形成的聚酰胺肽长链，叫做肽链。肽链的羧基端称为C-端，氨基端称为N-端。蛋白质是有一条或多条肽链构成的，有的还携有辅酶或辅基、金属离子。 蛋白质是有其构成层次的。1951年丹麦生物化学家Linderstrom-Lang第一次提出蛋白质的一、二、三级结构概念，1958年美国晶体学家Bernal提出蛋白质的四级结构概念。后经国际生物化学与分子生物学协会（IUBMB）的生化命名委员会采纳并作出定义。 一级结构是指蛋白质肽链中氨基酸的种类和排列顺序。如：
纤维素酶的生产方法及在食品行业的应用 纤维素酶的生产方法及在食品行业的应用 纤维素酶（cellulase)是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，它不是单成分酶，而是由多个酶起协同作用的多酶体系。 纤维素酶在扩大食品工业原料和植物原料的综合利用，提高原料利用率，净化环境和开辟新能源等方面具有十分重要的意义。 纤维素酶的来源 纤维素酶的来源非常广泛，昆虫、微生物、细菌、放线菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。 目前，用于生产纤维素酶的微生物菌种较多的是丝真菌，其中酶活力较强的菌种为木霉属（Trichoderma）、曲霉属（As pergillus）和青霉属（Penicillium）,特别是绿色木霉（Trichoder mavirde）及其近缘菌株等较为典型，是目前公认的较好的纤维素酶生产菌。 现已制成制剂的有绿色木霉、黑曲霉、镰刀霉等纤维素酶。同时，反刍动物依靠瘤胃微生物可消化纤维素，因此可以利用瘤胃液获得纤维酶的粗酶制剂。另外，也可利用组织培养法获得所需要的微生物。 纤维素酶的生产方法 目前，纤维素酶的生产主要有固体发酵和液体发酵两种方法。 固体发酵法固体发酵法是以玉米等农作物秸秆为主要原料，其投资少，工艺简单，产品价格低廉，目前国内绝大部分纤维素生产
厂家均采用该技术生产纤维素酶。然而固体发酵法存在根本上的缺陷，以秸秆为原料的固体发酵法生产的纤维素酶很难提取、精制。目前，我国纤维素酶生产厂家只能采用直接干燥法粉碎得到固体酶制剂或用水浸泡后压滤得到液体酶制剂，其产品外观粗糙且质量不稳定，发酵水平不稳定，生产效率较低，易污染杂菌，不适于大规模生产。 液体发酵法液体发酵生产工艺过程是将玉米秸秆粉碎至20目以下进行灭菌处理，然后送发酵釜内发酵，同时加入纤维素酶菌种，发酵时间约为70h，温度低于60℃。采用除菌后的无菌空气从釜低通入进行通气搅拌，发酵完毕后的物料经压滤机板框过滤、超滤浓缩和喷雾干燥后制得纤维素酶产品。液态深层发酵由于具有培养条件容易控制，不易染杂菌，生产效率高等优点，已成为国内外重要的研究和开发方向。 纤维素酶的应用 制酒 在进行酒精发酵时添加纤维素酶可显著提高酒精和白酒的出 酒率和原料的利用率，降低溶液的黏度，缩短发酵时间，而且酒的口感醇香，杂醇油含量低。纤维素酶提高出酒率的原因可能有两方面：一是原料中部分纤维素分解成葡萄糖供酵母使用；另外，由于纤维素酶对植物细胞壁的分解，有利于淀粉的释放和被利用。 将纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中可增加麦粒溶解性，
收稿日期:2007-04-13 作者简介:黄翊(1980-),男,广东广州人,助理工程师,现从事石油化工设计工作。 纤维素酶水解机理及影响因素 黄翊 (广东省石油化工设计院,广东广州 510130) 摘要:对纤维素酶水解的机理进行了阐述,并初步探讨了各类因素对水解的影响。关键词:纤维素酶;水解 中图分类号:Q55 文献标识码:A 文章编号:1008-021X (2007)05-0029-03 The HydrolysisM echan ics of Cellulose and I nfluenc i n g Factor HUAN G Yi (Guangdong Petr oche m ical Engineering Design I nstitute,Guangzhou 510130,China ) Abstract :This text expound the hydr olysis mechanics of cellul ose,and p reli m inary discuss s ome influencing fact ors on hydr olyzati on .Key words :cellulase;hydr olyzati on 纤维素是自然界中最丰富的可再生资源之一,如将其以工业规模转化成葡萄糖的技术开发成功,那么纤维素资源便可成为人类食粮、动物饲料、发酵工业原料以及能源的新来源。但目前有效利用纤维素生物量的主要障碍是纤维素酶的酶解效率低,与淀粉酶比较相差2个数量级以上,进而导致纤维素酶解过程中纤维素酶的成本过高,约占纤维素糖化工艺的40%以上,从而严重阻碍了纤维素酶在纤维素糖化中的广泛应用。酶的固定化技术为提高纤维素酶的使用效率,降低成本,提供了可能性。因为固定化酶比游离酶具有较好的稳定性,并且可以重复使用和回收,又便于连续化操作,因而可以大大降低成本。1 反应机理 1.1 纤维素酶的作用机制及理化性质 纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称。目前普遍认为:完全降解纤维素至少需要有3种功能不同但又互补的纤维素酶的3类组分:EG (内切葡聚糖酶)、CBH (外切葡聚糖纤维二糖水解 酶)和CB (纤维二糖酶或β-葡萄糖苷酶),在它们的协同作用下才能将纤维素水解至葡萄糖。纤维素的降解过程,首先是纤维素酶分子吸附到纤维素表面,然后,EG 在葡聚糖链的随机位点水解底物,产生寡聚糖;CBH 从葡聚糖链的非还原端进行水解,主要产物为纤维二糖;而CB 可水解纤维素二糖为葡 萄糖。需要这三类酶的"协同"才能完成对纤维素的降解。其中对结晶区的作用必须有EG 和CBH,对无定形区则仅EG 组分就可以。 纤维素酶分子由催化结构域(catalytic domain,CD )、纤维素结合结构域(cellul ose -binding domain,CBD )和一个连接桥(linker )三部分组成。不同来源 的纤维素酶分子其特征和催化的活性不尽相同。酶分子都被糖基化,糖基化与蛋白质之间以共价键或解离的络合状态存在。酶分子糖基化的程度决定了酶的多形性和相对分子质量的差别。近年来,纤维素酶分子结构与功能的研究取得了一定的进展。不同来源内、外切酶的CD 晶体结构分析结果表明:纤维素酶遵循溶菌酶的作用机制;真菌和细菌来源的纤维素酶的CBD 的三维结构也得到了解析。真菌和细菌产生的纤维素酶分子差别很大,但它们的催化区在一级结构上氨基酸数量和二维结构上的大小却基本一致,但它们的连接桥和CBD 却存在明显的差异。真菌纤维素酶的连接桥一般富含Glu,Ser 和Thr,而细菌纤维素酶的连接桥则完全是由Pr o -Thr 这样的重复顺序组成。另一方面,真菌的CBD 由33～36个氨基酸残基组成,且具有高度的同源;而细菌纤维素酶的CBD 由100～110个氨基酸组成,同源性也较低。在高级结构的分子形状上,真菌纤维素酶的CD 、连接桥和CBD 呈直线连接,CD 与CBD 间为180°,而细菌纤维素酶的连接桥CD 与CBD 之
纤维素酶的应用 1 在动物饲料中的应用 纤维素酶的应用开始于上世纪80年代早期，首先应用于动物饲料中。它的营养作用机理主要在于以下几个方面。 1）毁植物细胞壁,释放胞内养分。植物细胞内的营养物质由植物细胞壁包裹,植物细胞壁主要由纤维素、半纤维素和果胶组成。纤维素酶可在半纤维素酶、果胶酶等协同作用下破坏细胞壁,使细胞内容物释放出来以利于进一步降解提高吸收率,同时也增加了非淀粉多糖的消化进而改善了高纤维饲料的利用率。 2）补充动物内源酶的不足,剌激内源酶的分泌。虽然草食动物能通过体内的微生物合成部分纤维素酶,但酶量有限,使粗纤维的消化吸收受到一定限制,而补充纤维素酶制剂则可明显提高对纤维素的利用率。对鸡、猪等单胃动物而言,其体内缺乏内源性纤维素酶,补充纤维素酶可以弥补这一缺陷,提高对纤维素的消化利用能力。同时,添加纤维素酶后,动物消化道酶系的组成、酶分泌量及活性可以得到改善,并改善消化道环境,增加酸度,激活胃蛋白酶。因此,畜禽日粮中添加纤维素酶对幼龄动物及病态和应激状态下的成年畜禽尤为重要,因为此时动物消化酶分泌量明显下降,添加纤维素酶效果会更为显著。 3）缓解或消除饲料抗营养因子的影响。果胶、半纤维素、β- 葡聚糖及戊聚糖能部分溶解于水中并产生粘性,增加了动物胃肠道内容物的粘度,对内源酶来说是一个屏障,降低了营养物质的消化吸收。而补充纤维素酶后,能在半纤维素酶、果胶酶、β- 葡聚糖酶等的协同下将纤维素、半纤维素、果胶、戊聚糖等大分子物质降解为单糖和寡糖,从而降低粘稠度,促进内源酶的扩散,增加养分的消化吸收。 4）促进小肠对营养物质的吸收。纤维素酶具有维持小肠绒毛形态完整,促进营养物质吸收的功能。 在实际生产中通常将纤维素酶与半纤维素酶、果胶酶、β- 葡聚糖酶等组成复合酶制剂用于
纤维素酶的水解机制和作用条件 纤维素酶对大家来说已经不陌生，现在已经广泛应用在工业生产过程中，纤维素酶在植物提取和饲料中的功能是其他产品所无法替代的。然而纤维素酶在其发展过程中经历了漫长的过程，随着越来越多的生物学家对其进行研究，纤维素酶的水解过程才逐渐被人们掌握。下面详细介绍纤维素酶的研究过程和其水解机制。 1 纤维素酶的研究过程 在自然界中,绝大多数的纤维素是由微生物通过分泌纤维素酶来进行降解的。早在l850年,Mifscherlich己经观察到微生物分解纤维素现象。但纤维素酶的研究则是从1906年Seilliere在蜗牛消化液中发现了分解天然纤维素的酶,以后才逐渐开始的。1912年 Pringsheim 从耐热性纤维素细菌中分离出纤维素酶。1933年Grassman分辨出了一种真菌纤维素酶的两个组分。1954年,美国陆军 Natick实验室开始研究军用纤维素材料微生物降解的防护问题,后来发现纤维素经微生物降解后,可产生经济、丰富的生产原料,并且有望解决自然界不断产生的固体废物问题,于是纤维素酶得到了广泛的关注。 2 纤维素酶的水解机制 关于纤维素酶水解的机制至今仍无完全统一的认识,目前普遍接受的理论主要为协同理论。该理论认为,纤维素的酶水解过程是由C1酶、Cx酶、β-葡萄糖苷酶系统作用的结果,水解过程为:先是Cx酶作用于纤维素分子非结晶区内部的β-1, 4糖苷键,形成短链的β-寡聚糖;C1酶作用于β-寡聚糖分子的非还原末端,以二糖为单位进行切割产生纤维二糖;接着,部分降解的纤维素进一步由C1酶和 Cx酶协同作用,分解生成纤维二糖、纤维三糖等低聚糖;最后由β-葡萄糖苷酶作用分解为葡萄糖。纤维二糖对CBH和EG有强烈抑制作用,β-葡萄糖苷酶 BG将纤维二糖和纤维三糖水解为葡萄糖,从反应混合物中除去抑制。
世界顶级生物技术公司排名（1-20位） 说明几点： 1，按照市值排序，因为市值是最好获得也是更新最快的指标。但是市值不能全面反应企业的情况，而且股价变化很快，所以这个排名只能作参考。 2，市值数据是按照2012年6月18日的股价计算的。 3，关于“生物技术企业”的定义其实比较模糊。许多传统大型药企都会涉足生物制药领域，这里列出的主要是典型的生物制药企业和生物技术企业。稍后再整理个制药企业排行吧。 4，这里列出的都是独立的生物技术公司，不包括被并购的企业。比如曾开发出人工胰岛素的生物技术公司基因泰克（Genentech）就被罗氏制药在2009年3月12日以468亿美元的价格收购，收购前Genentech 曾是仅次于Amgen的第二大独立生物技术公司，因为已经被收购，所以不单独列出了。这两年生物制药领域的收购案非常多，没办法，经济不景气，大公司收入不长，小公司融不到钱，兼并几乎是唯一出路了，这和十年前中国大学之间的合并潮如出一辙-_-!。 5，20家企业中：生物医药类企业18家，研发服务解决方案提供商1家，设备制造/技术支持1家 按地区划分：美国17家，欧洲2家，澳洲1家 6，数据来源：Google Finance，Forbes 1 Amgen安进 总部所在地：千橡，加州，美国 股价（或估值）：$554亿 雇员数：17,500 公司性质：公共（纳斯达克） 业务领域：生物制药 简介：Amgen创立于1980年，是世界上最早也是目前最大的生物制药企业之一，当之无愧的行业先行者。20世纪后10年是生物技术飞速发展的10年，也是安进公司快速成长的10年。1989年6月安进公司的第一个产品重组人红细胞生成素(erythropoietin，简称EPO)获得美国FDA批准，用于治疗慢性肾功能衰竭引起的贫血和HIV感染治疗的贫血．1991年2月公司第二个产品重组粒细胞集落刺激因子(filgrastim，G- CSF)获得美国FDA批准，其适应证为肿瘤化疗引起的嗜中性白细胞减少症。安进公司的这两个全球商业化最为成功的生物技术药物EPO(商品名EPOGEN)和G-CSF(商品名NEUPOGEN)，不仅造福了无数血液透析患者和癌症化疗患者，也为公司带来了巨额的利润，公司也据此迅速发展壮大。（只是Amgen的
纤维素CMC酶、FPA酶和半纤维素酶测定 1.纤维素CMC酶 1.0标题 用3.5一二硝基水杨酸法测定纤维素CMC酶活性单位。 2.0范围 生产分析和质量控制部门适用。 3.0原理 纤维素CMC酶（EC3.2.1.4）水解羧基纤维素分子中β－1.4葡萄糖苷键,释放出的还原糖(以葡萄糖计)与3.5二硝基水杨酸(DNS)反应,产生颜色变化,这种颜色变化与释放还原糖(以葡萄糖计)的量成正比关系,即与酶样品中的酶活性成正比。通过在550nm的光吸收值查对标准曲线(以葡萄糖为标准物)可以确定还原糖产生的量,从而确定出酶的活力单位。 4.0试剂 4.1无水醋酸钠(分析纯) 4.2冰醋酸(分析纯) 4.3 3.5－二硝基水杨酸 4.4无水葡萄糖 4.5四水酒石酸钾钠(分析纯) 4.6氢氧化钠(分析纯) 4.7重蒸苯酚(分析纯) 4.8无水亚硫酸钠(分析纯) 4.9叠氮化钠(分析纯) 4.10羧甲基纤维素钠 5.0仪器 5.1水浴锅(恒温)50±1℃ 5.2电热干燥箱80±1℃ 5.3 722型分光光度机计 5.4分析天平感量0.1㎎ 5.5一级玻璃制品 5.6电冰箱 6．0试剂的准备 6．1乙酸－乙酸钠缓冲溶液（PH=4.8） 溶液A：量取冰醋酸6ml，定容至1000ml，制成0.1M醋酸钠溶液。 溶液B：称取8.2g醋酸钠，溶解后容至1000ml，制成0.1M醋酸钠溶液。 以A：B=4：6的比例混合，低温冷藏备用。 6.2 DNS试剂: 溶液A:称分析纯NaOH 104g溶于1300ml水中,加入30g分析纯3.5一二硝基水杨酸。 溶液B:称分析纯酒石酸钾钠910g，溶于2500ml热水中，再称取25g重蒸苯酚和25g无水亚硫酸钠加入酒石酸钾钠溶液。 将A、B溶液混合，定容至5000ml，贮存于棕色瓶中，暗处放置一星期后可使用。 6.3 CMC溶液：用羧甲基纤维素钠（CMC）以PH4.8醋酸缓冲液配成1%的溶液。 7．0标准曲线制作： 7.1无水葡萄糖80℃烘干至恒重。 7.2准确称取1.000g溶于1000ml水中，加10mg叠氮化钠防腐，4℃冷藏备用。 7.3标准葡萄糖曲线制作
文献综述 生物工程 纤维素酶的概述 【摘要】纤维素作为地球上分布广，含量丰富的碳水化合物，它的降解是自然界碳素循环的中心环节。纤维素的利用和转化对于解决目前世界能源危机，粮食短缺、环境污染等问题具有十分重要的意义。本文就纤维素酶的应用进行一个简要的概述。 【关键词】纤维素酶；纤维素酶的实际应用：应用前景 1. 纤维素的概况 1.2 纤维素酶的分类 纤维素酶的组成比较复杂,通常所说的碱性纤维素酶是具有3～10 种或更多组分构成的多组分酶。根据其作用方式一般又可将纤维素酶分为3 类: 外切β- 1, 4-葡聚糖苷酶( 简称CBH) 、内切β-1, 4- 葡聚糖苷酶( 简称EG)和β- 1, 4- 葡萄糖苷酶( 简称BG) [1]。在这3 种酶的协同作用下,纤维素最终被分解成葡萄糖。到目前为止, 还没有能够在碱性条件下分解天然纤维素的纤维素酶。碱性纤维素酶是一种单组分或多组分的酶, 只具有内切β- 1, 4- 葡聚糖苷酶( 又称CMC酶) 的活性, 有的还与中性CMC 酶组分共存[2]。 1.3 纤维素酶的作用机理 纤维素酶在提高纤维素、半纤维素分解的同时, 可促进植物细胞壁的溶解使更多的植物细胞内溶物溶解出来并能将不易消化的大分子多糖、蛋白质和脂类降解成小分子物质, 有利于动物胃肠道的消化吸收[3]。同时, 纤维素酶制剂可激活内源酶的分泌, 补充内源酶的不足, 并对内源酶进行调整, 保证动物正常的消化吸收功能, 起到防病、促生长的作用, 消除抗营养因子,促进生物健康生长。半纤维素和果胶部分溶于水后会产生粘性溶液, 增加消化物的粘度, 对内源酶造成障碍, 而添加纤维素酶可降低粘度, 增加内源酶的扩散, 提高酶与养分接触面积, 促进饲料的良好消化。而纤维素酶制剂本身是一种由蛋白酶、淀粉酶、果胶酶和纤维素酶等组成的多酶复合物, 在这种多酶复合体系中一种酶的产物可以成为另一种酶的底物, 从而使消化道内的消化作用得以顺利进行[4]。也就是说纤维素酶除直接降解纤维素, 促进其分解为易被动物所消化吸收的低分子化合物外, 还和其他酶共同作用提高奶牛对饲料营养物质的分解和消化[5] 2. 纤维素酶的一些历史及研究成果 在吴琳,景晓辉,黄俊生[3]的产纤维素酶菌株的分离，筛选和酶活性测定中，他们利用“采样—培养—分离单菌落—初筛—复筛—测OD值”的方法筛选出分解纤维素能力较强的菌株。[结果]经反复培养和划线分离从80份样品中初选出35株具有分解纤维素能力的菌株。其中10株由白转绿,长势较
纤维素酶活力的测定 一、目的 学习和掌握3,5-二硝基水杨酸（DNS）法测定纤维素酶活力的原理和方法，了解纤维素酶的作用特性。 二、原理 纤维素酶是一种多组分酶，包括C1 酶、CX 酶和β-葡萄糖苷酶三种主要组分。其中C1酶的作用是将天然纤维素水解成无定形纤维素，CX 酶的作用是将无定形纤维素继续水解成纤维寡糖，β-葡萄糖苷酶的作用是将纤维寡糖水解成葡萄糖。纤维素酶水解纤维素产生的纤维二糖、葡萄糖等还原糖能将碱性条件下的3,5-二硝基水杨酸（DNS）还原，生成棕红色的氨基化合物，在540nm 波长处有最大光吸收，在一定范围内还原糖的量与反应液的颜色强度呈比例关系，利用比色法测定其还原糖生成的量就可测定纤维素酶的活力。 三、实验材料、主要仪器和试剂 1．实验材料 （1）纤维素酶制剂 500mg （2）新华定量滤纸 50mg / 份× 4 （3）脱脂棉花 50mg / 份× 4 （4）羧甲基纤维素钠（CMC） 510mg （5）水杨酸苷 500mg 2．主要仪器 （1）722 型或其他型号的可见分光光度计 （2）恒温水浴2 台 （3）沸水浴锅 （4）电炉子 （5）剪刀 （6）万分之一分析天平 （7）恒温干燥箱 （8）冰箱 （9）试管架 （10）胶头滴管 （11）具塞刻度试管20mL×24 （12）移液管或加液器0.5 mL×3；2mL×7 （13）容量瓶100 mL×6；1000 mL×3 （14）量筒50 mL×2；100 mL×1；500 mL×1 （15）烧杯100 mL×6；500mL×3；1 000 mL×1 3．试剂（均为分析纯）
（1）浓度为1mg/mL 的葡萄糖标准液 将葡萄糖在恒温干燥箱中105℃下干燥至恒重，准确称取100mg 于100mL 小烧杯中，用少量蒸馏水溶解后，移入100mL 容量瓶中用蒸馏水定容至100mL，充分混匀。4℃冰箱中保存（可用12～15 天）。（2）3,5-二硝基水杨酸（DNS）溶液 准确称取DNS 6.3g 于500mL 大烧杯中，用少量蒸馏水溶解后，加入2mol/L NaOH 溶液262mL，再加到500mL 含有185g 酒石酸钾钠（C4H4O6KNa · 4H2O，MW=282.22）的热水溶液中，再加5g结晶酚（C6H5OH，MW=94.11）和5g无水亚硫酸钠（Na2SO3，MW=126.04），搅拌溶解，冷却后移入1 000mL 容量瓶中用蒸馏水定容至1 000mL，充分混匀。贮于棕色瓶中，室温放置一周后使用。 （3）0.05 mol/L pH4.5 的柠檬酸缓冲液A 液（0.1 mol/L 柠檬酸溶液）：准确称取C6H8O7 · H2O （MW=210.14）21.014g 于500mL大烧杯中，用少量蒸馏水溶解后，移入1 000mL 容量瓶中用蒸馏水定容至1 000mL，充分混匀。4℃冰箱中保存备用。
研究生课程作业（综述）题目：纤维素酶的结构与功能 食品学院食品工程专业 学号 学生姓名 课程食品酶学 指导教师 二〇一三年十二月
纤维素酶的结构与功能 摘要：人类的生命活动离不开酶，生物体的一切新陈代谢活动都离不开酶，并且工业酶产业正在迅速发展。本文简单阐述了酶的结构与功能，重点以纤维素酶为例子，阐述它的来源、结构、分类、催化机制以及在各行业的应用，并对纤维素酶的发展前景作了一定展望。 关键词：纤维素酶结构家族功能 The structure and function of cellulase Abstract:Human's life activities is dependent on the enzyme,and all the metabolic activity of organisms cannot leave the enzyme, and industrial enzyme industry is developing rapidly.This article simply expounds the structure and function of enzymes.The key to cellulose enzyme as an example,expounds its source,structure, classification,catalytic mechanism and application in various industries,and lastly expect the development prospect of cellulase. Keywords: cellulase structure family function 1
纤维素酶（cellulase牘是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，它不是单成分酶，而是由多个酶起协同作用的多酶体系。人们已对纤维素酶的作用机制及工业化应用等方面进行了大量的研究，为纤维素酶的生产和应用打下了良好的基础。其在扩大食品工业原料和植物原料的综合利用，提高原料利用率，净化环境和开辟新能源等方面具有十分重要的意义。 纤维素酶的来源 纤维素酶的来源非常广泛，昆虫、微生物、细菌、放线菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。由于放线菌的纤维素酶产量极低，所以研究很少。细菌产量也不高，主要是葡萄糖内切酶，但大多数对结晶纤维素没有活性，并且所产生的酶是胞内酶或吸附在菌壁上，很少能分泌到细胞外，增加了提取纯化的难度，在工业上很少应用。目前，用于生产纤维素酶的微生物菌种较多的是丝真菌，其中酶活力较强的菌种为木霉属（Trichoderma）、曲霉属（As pergillus）和青霉属（Penicillium）牞特别是绿色木霉（Trichoder mavirde）及其近缘菌株等较为典型，是目前公认的较好的纤维素酶生产菌。现已制成制剂的有绿色木霉、黑曲霉、镰刀霉等纤维素酶。同时，反刍动物依靠瘤胃微生物可消化纤维素，因此可以利用瘤胃液获得纤维酶的粗酶制剂。另外，也可利用组织培养法获得所需要的微生物。 纤维素酶的生产方法 目前，纤维素酶的生产主要有固体发酵和液体发酵两种方法。 固体发酵法固体发酵法是以玉米等农作物秸秆为主要原料，其投资少，工艺简单，产品价格低廉，目前国内绝大部分纤维素生产厂家均采用该技术生产纤维素酶。然而固体发酵法存在根本上的缺陷，以秸秆为原料的固体发酵法生产的纤维素酶很难提取、精制。目前，我国纤维素酶生产厂家只能采用直接干燥法粉碎得到固体酶制剂或用水浸泡后压滤得到液体酶制剂，其产品外观粗糙且质量不稳定，发酵水平不稳定，生产效率较低，易污染杂菌，不适于大规模生产。 液体发酵法液体发酵生产工艺过程是将玉米秸秆粉碎至20目以下进行灭菌处理，然后送发酵釜内发酵，同时加入纤维素酶菌种，发酵时间约为70h，温度低于60℃。采用除菌后的无菌空气从釜低通入进行通气搅拌，发酵完毕后的物料经压滤机板框过滤、超滤浓缩和喷雾干燥后制得纤维素酶产品。液态深层发酵由于具有培养条件容易控制，不易染杂菌，生产效率高等优点，已成为国内外重要的研究和开发方向。 纤维素酶的应用 制酒在进行酒精发酵时添加纤维素酶可显著提高酒精和白酒的出酒率和原料的利用率，降低溶液的黏度，缩短发酵时间，而且酒的口感醇香，杂醇油含量低。纤维素酶提高出酒率的原因可能有两方面：一是原料中部分纤维素分解成葡萄糖供酵母使用；另外，由于纤维素酶对植物细胞壁的分解，有利于淀粉的释放和被利用。 将纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中可增加麦粒溶解性，加快发芽，减少糖化液中单一葡萄糖含量，改进过滤性能，有利于酒精蒸馏。 酱油酿造在酱油的酿造过程中添加纤维素酶、可使大豆类原料的细胞膜膨胀软化破坏，使包藏在细胞中的蛋白质和碳水化合物释放，这样既可提高酱油浓度，改善酱油质量，又可缩短生产周期，提高生产率，并且使其各项主要指标提高3％。 饮料加工日本有专利报道，用纤维素酶处理豆腐渣后接入乳酸菌进行发酵，可制得营养、品味俱佳的发酵饮料。将纤维素酶应用于果蔬榨汁、花粉饮料中，可提高汁液的提取率（约10％）和促进汁液澄清，使汁液透明，不沉淀，提高可溶性固形物的含量，并可将果皮综合利用。目前，有报道已成功地将柑橘皮渣酶解制取全果饮料，其中的粗纤维有50％降解为短链低聚糖，即全果饮料中的膳食纤维，具有一定的保健医疗价值。 纤维废渣的回收利用应用纤维素酶或微生物把农副产品和城市废料中的纤维转化成葡萄糖、酒精和单细胞蛋白质等，这对于开辟食品工业原料来源，提供新能源和变废为宝具有
广 东 化 工 2019年 第4期 · 102 · https://www.doczj.com/doc/a44981497.html, 第46卷总第390期 诺维信公司围绕洗涤剂领域酶技术的专利分析 陈瑶，朱相融 (国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心，四川 成都 610000) [摘 要]酶作为洗涤剂的重要成分，能够提升去污性能，因此，对酶性能的改进，研发出具有更优洗涤效果、稳定性以及复配性良好的洗涤剂用酶已经成为洗涤剂领域的研究热点。本文以诺维信公司为切入点，对洗涤剂用酶的技术发展路线，酶制剂的发展趋势及酶的稳定技术进行梳理，为洗涤剂领域酶制剂的进一步研究提供一定的参考价值。 [关键词]洗涤剂；酶；诺维信 [中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2019)04-0102-02 Patent Analysis of NovozymesAround Enzymes Technology in Detergents Chen Yao, Zhu Xiangrong (Patent Examination Coopernration Sichuan Center Of The Patent Office, SIPO, Chengdu 610000, China) Abstract: Enzymes, as an important component of detergents, can improve the detergency performance. Therefore, the development of enzymes with better washing performance, stability and good compatibility is a research hotspots. This paper takes the Novozymes as the point, combs the technical development route of detergent enzymes, the development trend of enzymes and stabilization technology of enzymes,and provides some value for further research of enzymes in detergent field. Keywords: detergent ；enzyme ；Novozymes 酶是生物体繁衍的触媒(生体触媒)，主要成分是蛋白质。人类在食品领域中利用酶的这些特性已有非常悠久的历史，特别是20世纪以来，各种酶的研究开发取得了很大的进展，并已经广泛地应用于许多领域。产业用酶的世界市场正在不断扩大，从1990年的5亿美元发展到1998年的16亿元，其中，洗涤剂用酶约占到全部产业用酶的40 %左右[1]。酶已成为现今衣料用洗涤剂必不可少的成分之一。欧美的衣用洗涤剂中80 %是加酶洗涤剂。日本几乎所有的洗涤剂都是加酶洗涤剂。 洗涤剂用酶制剂是洗涤剂的辅助成分，利用其触媒的功效能基本去除各种污垢，从而便于表面活性剂等洗涤成分能够更容易、更有效地将污垢去除。现在使用的洗涤剂用酶制剂几乎都是运用遗传因子转换技术制成的，代表性的品种有如下4种：蛋白质分解酶(protease)、脂肪分解酶(lipase)、淀粉分解酶(amylase)和纤维分解酶(cellulase)。最近新开发的酶制剂有：甘露聚糖酶(mannase)、过氧化物酶(peroxidase)、虫漆酶(laccase)和虫胶酶(pectinase)等。 虽然酶在洗涤剂中的应用已有相当悠久的历史，但由于酶的特异性以及条件敏感性，使得酶制剂在洗涤剂中的效果不能充分发挥。且随着能源和环境问题的突出，酶制剂作为来源天然，易于生物降解，少量即可获得明显效果的添加剂逐渐引起了洗涤剂行业内部的重视。而如何提高酶制剂的产量，降低价格以及提高其与洗涤环境的适应性成为了行业内部关注的热点。 诺维信公司是全球著名的工业酶制剂和生物制剂的主导企业，更是洗涤剂酶制剂应用领域的霸主。在洗涤剂领域中，诺维信公司围绕酶制剂的应用和发展技术方面的申请量处于全球前列。本文以诺维信公司作为切入点，对洗涤剂中酶制剂技术的发展路线进行分析研究。为洗涤剂酶制剂的深度开发和产业发展提供参考 1诺维信公司的专利申请量分析 诺维信公司洗涤剂酶制剂在全球申请量发展趋势如下图所示： 图1诺维信公司在全球申请量发展趋势 Fig.1 Novozymes' global application trends 从图1可以看出，1983-1994年诺维信公司在洗涤剂酶制剂技术上发展较为缓慢，1995-2001年进入快速发展期，并在2010年达到顶峰期，2010年以后申请量有所回落，并大体保持稳定年申请量在100-150件。主要原因是由于20世纪80年代后期，洗涤剂用酶制剂处于产量低、价格高的窘迫状态，且品种仅限于蛋白酶。随着发酵技术的进步以及遗传工程为中心的生物技术的飞速发展，洗涤剂酶制剂的产品性能大大提高，蛋白酶以外的各种酶制剂也先后配制成各种加酶洗涤剂。伴随着技术的逐渐发展，洗涤剂酶市场逐渐进入平稳发展期。 2诺维信公司的技术发展 通过梳理该公司相关专利申请，可大致分为以下四个阶段： 第一阶段，萌芽期。该公司的申请量每年在25件左右，且申请集中在欧美、日本等国家，这与酶技术主要兴起于欧美、日本有关，且相对与中国市场，欧美日更加成熟。从技术内容来看，该公司主要以蛋白酶的研发为主，在1990年前后，其他酶品种(如DE69333902T2，FI16143B1，DE69333065T2)进行研究。 第二阶段，快速增长期。从1995年开始，洗涤剂酶制剂的研究申请量进如快速增长期。研究方向也由研发酶品种扩展为酶制剂的制备。从如何提高洗涤性能到降低粉尘危害、减少变态反应以及颗粒的稳定性，对各方面均进行了较为全面的深入研究(如CN101275127B ，CN101275128B ，BRPI199915832A)。 第三阶段和第四阶段，回落期和平稳期。随着酶技术的成熟，市场的饱和，对酶品种的开发变得缓慢。代表性的商业化产品为Blaze Evity 蛋白酶和StainzymeEvity 淀粉酶，两种酶主要应用于自动餐具清洗剂。酶制剂的应用范围从固体颗粒拓展为液体制剂，由于液体制剂各分直接相互作用，这对酶自身的性能以及组分之间稳定性具有更高的要求。随着微胶囊技术兴起，将其应用于酶制剂从而提高稳定性和活性也成为了研发热点(如EP3105321A1，US20170073619A ，US201710107461A )。 综上，该公司研发趋势由单一的蛋白酶逐渐发展为多种酶，满足多种污渍去除需求，由活性低逐步改进为即使在高温条件下活性高，洗净能力强，并逐步改进贮存稳定性。下面以蛋白酶和酶制剂制备两个方面进行重点分析。 2.1 蛋白酶的发展路线 洗涤剂中使用的蛋白酶是枯草溶菌素(EC3.4.21.62)的一种酶，能够分解蛋白质的肽键，主要生成短链肽的分解物。在衣物洗涤中，蛋白酶能分解蛋白质污垢，通过与表面活性剂的协同增效作用，提高洗净力。洗涤剂中配入蛋白酶，通过蛋白酶的溶菌效果和对污垢的去除作用，可抑制室内洗涤物干燥时发生不快的臭气。但是，与此同时也存在新的技术问题： 技术问题1，如何提高蛋白酶在低温/高温、高碱性/酸性体系的活性。 [收稿日期] 2019-01-19 [作者简介] 陈瑶 (1991-)，女，吉林人，研究实习员，主要研究方向为精细化学品方向。朱相融(1990-)，女，四川人，助理研究员，主要研究方向为精细化学品方向。朱相融对本文的贡献等同于陈瑶，同为第一作者。
纤维素酶在纺织行业的应用 1 引言 纤维素是世界上蕴藏量最丰富的天然高分子化合物，绝大多数由绿色植物通过光合作用合成。微生物对纤维素的降解、转化是自然界中碳素转化的主要环节。 纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的多组分酶的总称。目前，纤维素酶产品广泛应用于纺织、饲料、酿造、制药、造纸等行业，尤其是在纺织行业的应用范围目前正在不断扩大。 2 纤维素酶 纤维素酶的研究最早是1906年Seilliere在蜗牛的消化液中发现了分解纤维素的纤维素酶。纤维素酶是能水解纤维素β-1，4-葡萄糖苷键，使纤维素变成纤维二糖和葡萄糖的一组酶的总称，它不是单一酶，而是起协同作用的多组分酶系。 纤维素酶的来源非常广泛，昆虫、软体动物、原生动物、细菌、放线菌和真菌等都能产生纤维素酶。主要的有：康氏木霉、里氏木霉、黑曲霉、斜卧青霉、芽孢杆菌等。丝状真菌产生的纤维素酶一般在酸性或中性偏酸性条件下水解纤维素底物，而嗜碱细菌产生的纤维素酶在碱性范围起作用。 纤维素酶分子是由球状的催化结构域（CD）通过一个富含脯氨酸或羟基氨基酸的连接桥（Linker）和纤维素结合结构域（CBD）三部分组成。连接桥的作用可能是保持CD和CBD之间的距离。纤维素结合结构域执行着调节酶对可溶和非可溶性底物专一性活力的作用，对酶的催化活力是非常必需的。催化作用域的三维结构极其复杂，对酶的催化活力起决定作用。[1，4] 3 纤维素酶对纤维素的作用机理 目前，一种理论认为：纤维素酶水解纤维素是β-1，4-内切葡聚糖（纤维二糖水解）酶（EG，Endo-β-Glucanase）,β-1,4-外切葡聚糖（纤维二糖水解）酶（CBH,Cellobiohydrolase）和β-葡萄糖苷酶（BG, β-Glucosidase）协同作用下进行的。首先，EG酶随机水解切断无定型区的纤维素分子链，使结晶纤维素出现更多的纤维素分子基端，为CBH酶水解纤维素创造条件，CBH酶的水解产物纤维二糖则由BG酶水解成葡萄糖，因而纤维素酶水解纤维素的过程可以简单表示为：EG→CBH→BG。 目前的研究表明，EG酶实际上至少包括EGⅠ、 EGⅡ、 EGⅢ和 EGⅤ四种，CBH 至少包括CBHⅠ和CBHⅡ两种。 另外一种理论认为：纤维素酶是由葡聚糖内切酶（Cx酶）、葡聚糖外切酶（C1酶）、β-葡萄糖苷酶三个主要成分所组成的诱导型复合酶系。其中C1酶起水化作用，它作用于不溶性的固体表面，使形成结晶结构的纤维素链开裂，长链分子的末端部分游离，从而使纤维素链易于水化。Cx酶随机水解非结晶纤维素、可溶性纤维素衍生物和葡萄糖的β-1,4-寡聚物，葡萄糖苷酶将纤维二糖和纤维三糖水解成葡萄糖。该假说的基本降解模式如下：